PENDAHULUAN Prarancangan Pabrik Magnesium Sulfat Dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat Kapasitas 25.000 Ton Per Tahun.

1
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Pendirian Pabrik
Magnesium sulfat (MgSO4) adalah salah satu produk industri yang

dibutuhkan saat ini. Magnesium sulfat merupakan suatu senyawa yang banyak
digunakan sebagai bahan pembantu dalam industri plastik, tekstil, pupuk dan
farmasi. Pengembangan industri hilir sangat dibutuhkan untuk menunjang
perkembangan industri hulu, oleh karena itu pengembangan industri hilir harus
terus dipacu. Salah satunya adalah industri senyawa magnesium sulfat. Senyawa
ini sangat dibutuhkan oleh industri-industri lain.
Dengan bertambah banyaknya industri-industri kimia di Indonesia, terutama
industri-industri yang berbahan dari plastik, tekstil, pupuk dan farmasi maka dapat
dipastikan akan kebutuhan magnesium sulfat sebagai salah satu bahan industri

tekstil (conditioning agent), industri plastik (coagulant agent) dan bahan
campuran industri pupuk dan farmasi akan semakin meningkat. Sehingga penting
sekali adanya perencanaan pendirian pabrik magnesium sulfat di Indonesia, untuk
membantu menyediakan bahan dalam industri-industri tersebut serta diharapkan
juga dapat menjadi komoditi ekspor.
Beberapa

keuntungan

dari

didirikannya

pabrik

magnesium

sulfat

diantaranya:

1. Menambah pendapatan negara dengan adanya pajak dan kemungkinan
untuk mengekspor produk.
2. Membantu

tumbuh

kembangnya

industri

yang

membutuhkan

magnesium sulfat.
3. Adanya proses yang membutuhkan alih teknologi yang dapat
memberikan motivasi pada tenaga kerja untuk meningkatkan SDM-nya.
4. Membuka lapangan kerja baru dan pemerataan pembangunan.

Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

2
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

1.2

Kapasitas Pabrik
Dalam penentuan kapasitas produksi, faktor-faktor yang perlu diperhatikan

adalah proyeksi magnesium sufat di Indonesia, ketersediaan bahan baku dan
kapasitas pabrik yang sudah didirikan.
1.2.1 Proyeksi Kebutuhan Magnesium Sulfat di Indonesia
Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (BPS) didapatkan kebutuhan
magnesium sulfat per tahunnya, seperti data tabel yang ada di bawah ini:
Tabel 1. Data impor MgSO4.7H2O di Indonesia
Tahun

Import MgSO4.7H2O (ton/tahun)

2008

1.865,746

2009

624,312

2010

1.190,943

2011

816,089

2012

985,527

2013

3309,727

Sumber: (Badan Pusat Statistik, 2008-2013)
Grafik Import MgSO4.7H2O
3500

MgSO4.7H2O

3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

Tahun
Gambar 1. Grafik Impor MgSO4.7H2O di Indonesia
Dari data statistik impor dapat dibuat grafik seperti di atas yang
menunjukkan kebutuhan magnesium sulfat heptahidrat di Indonesia setelah tahun
2011 mengalami kenaikan dan pada tahun 2013 kebutuhan magnesium sulfat

meningkat sangat pesat dari tahun-tahun sebelumnya. Maka, untuk mengurangi
Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

3
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

impor perlu dibangun pabrik MgSO4.7H2O dengan kapasitas rancangan 25.000
ton/tahun, dengan pertimbangan sebagai berikut:
1. Pemenuhan kebutuhan MgSO4.7H2O di dalam negeri yang mengalami
peningkatan.
2. Membuka peluang bagi industri lain untuk berdiri dan meningkatkan
kapasitas produksi bagi pabrik yang berbahan baku H2SO4.
Memberikan keuntungan dan membuka peluang ekspor untuk produk yang
berlebih sehingga akan meningkatkan cadangan devisa negara.
1.2.2 Kapasitas Pabrik yang Sudah ada
Pabrik magnesium sulfat heptahidrat yang sudah ada dan dapat dijadikan
bahan referensi dalam menentukan jumlah kapasitas produksi yang direncanakan.

Dengan berdiri dan beroperasinya pabrik tersebut berarti telah memberikan nilai
ekonomis bagi pabrik tersebut.
Tabel 2. Kapasitas produksi Magnesium Sulfat heptahidrat
Lokasi

Kapasitas Pabrik MgSO4.7H2O
(ton/tahun)

Amerika Serikat

95.000

India

20.000

Mexico

15.000

RRC

50.000

(Sumber: Biro Pusat Statistik)
Dengan mengacu pada hal tersebut di atas maka kapasitas perancangan
pabrik sebesar 25.000 ton/tahun diharapkan dapat memberi nilai ekonomis dan
dapat dipakai sebagai kapasitas produksi yang direncanakan.
1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku
Dalam perancangan pabrik ini yang digunakan untuk pembuatan magnesium
sulfat heptahidrat adalah asam sulfat dan magnesium oksida. Untuk asam sulfat
dapat diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik, Jawa Timur.
1.3

Lokasi Pabrik
Lokasi pendirian pabrik merupakan salah satu faktor yang sangat penting

dalam perancangan pabrik, karena sangat mempengaruhi kegiatan industri, baik di
Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

4
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

dalam kegiatan produksi maupun distribusi. Kelangsungan dari suatu industri baik
produksi maupun pada masa mendatang. Seperti perluasan pabrik, daerah
pemasaran hasil produksi , perubahan bahan baku perlu mendapat perhatian dalam
penempatan lokasi suatu pabrik, pemilihan lokasi yang tepat akan menghasilkan
biaya produksi dan distribusi yang minimal sehingga pabrik tersebut dapat
berkembang dan menguntungkan.
Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pemilihan lokasi pabrik antara lain
adalah:
1. Penyediaan bahan baku
2. Utilitas
3. Iklim dan letak geografis
4. Tenaga kerja
5. Pemasaran
6. Transportasi

Berdasarkan beberapa pertimbangan di atas, maka lokasi pabrik pembuatan
magnesium sulfat heptahidrat direncanakan akan dibangun di Gresik, Jawa Timur.
Adapun faktor-faktor yang menjadi dasar pertimbangan dalam penentuan lokasi
pabrik adalah sebagai berikut:
1. Persediaan bahan baku
Bahan baku untuk pembuatan magnesium sulfat heptahidrat adalah asam
sulfat dan magnesium oksida. Kebutuhan asam sulfat disuplai dari PT.
Petrokimia Gresik, sehingga dapat dikirim melalui transportasi darat.
Sedangkan magnesium oksida diimpor dari India, Amerika Serikat dan RRC
melalui transportasi laut.
2. Utilitas
Untuk kelancaran operasional

pabrik perlu

memperhatikan sarana

pendukung seperti, tersedianya air dan listrik. Untuk kebutuhan air dapat
dipenuhi dengan adanya sungai Brantas di Gresik, sedangkan untuk listrik
dapat dipenuhi oleh PLN.
3. Iklim dan letak geografis

Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

5
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

Daerah Gresik merupakan daerah yang cukup stabil, dimana dari data
maupun catatan daerah mengenai iklim rata-rata 30°C, sampai saat ini belum
pernah terjadi banjir, gempa bumi, dan bencana alam lainnya sehingga
memungkinkan operasi pabrik akan berjalan lancar.
4. Tenaga kerja
Untuk penyediaan tenaga kerja, di Jawa Timur sangat mencukupi.
Mengingat Gresik dekat dengan Surabaya sehingga baik tenaga kerja tingkat
atas, menengah maupun tenaga kerja kasar cukup tersedia.
5. Pemasaran
Kota Gresik merupakan kawasan industri, sehingga disana banyak pabrikpabrik yang membutuhkan produk kita dan juga dekat dengan pabrik kertas
Leces yang memerlukan MgSO4.
6. Transportasi
Sarana transportasi dari atau ke daerah pabrik sangat memungkinkan untuk
terjadinya perhubungan dan pengiriman bahan baku dan produk dengan
lancar. Transportasi yang memadai yaitu jalan dan pelabuhan Tanjung Perak
yang akan

memudahkan impor bahan baku dan kemungkinan ekspor

produk.
1.4

Tinjauan Pustaka
Magnesium Sulfat adalah senyawa kimia yang mengandung magnesium,

sulfur dan oksigen, dengan rumus MgSO4. Magnesium Sulfat sering dijumpai
sebagai epsomite heptahydrate (MgSO4.7H2O), atau biasa disebut garam Epsom.
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol
Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen
terbanyak ke-8 yang membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur
terlarut ketiga pada air laut (Looky, 2011).
1.4.1 Macam-macam Proses
Pembuatan magnesium sulfat mempunyai rangkaian proses yang relatif
sederhana, teknologi proses yang dipakai dewasa ini memberikan dua alternatif
proses, yaitu:
 Proses I
Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

6
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

Reaksi:
MgO + H2SO4

MgSO4 + H2O

Magnesium oksida direaksikan dengan asam sulfat di dalam reaktor batch
pada kondisi operasi T = 70°C dan P = 1 atm, maka terbentuk slurry MgSO4.
Slurry yang terbentuk diteruskan ke dalam filter untuk menghilangkan impuritas
sebelum dimasukkan ke dalam evaporator untuk dipekatkan dan di masukkan ke
kristaliser untuk pembentukan kristal MgSO4.7 H2O (Kirk & Othmer, 1997).
 Proses II
Langbeinite (K2SO4.2MgSO4) diuraikan menjadi MgSO4.6H2O. Proses ini
menggunakan air panas suhu 50-60°C selama 6 jam. Larutan yang terbentuk
kemudian dikristalkan pada suhu 20-35°C (Ulmann's, 1989).
Dari beberapa faktor di atas dapat diambil kesimpulan bahwa proses yang
dipilih adalah proses 1, dengan pertimbangan:
1. Bahan

baku

yang

digunakan

lebih

mudah

dan

murah

untuk

mendapatkannya.
2. Proses yang dijalankan lebih aman dan sederhana sehingga dapat menekan
biaya pengadaan alat operasi dan pemeliharaannya lebih mudah.
1.4.2 Kegunaan Produk
Kegunaan dari magnesium sulfat, antara lain (Looky, 2011):
1. Dalam industri tekstil digunakan untuk conditioning agent pada tekstil
jenis wool dan cotton.
2. Dalam industri plastik dan karet digunakan sebagai coagulant agent.
3. Dalam industri pupuk digunakan campuran untuk makanan tambahan bagi
binatang, misalnya sapi perah.
4. Dalam industri farmasi digunakan sebagai campuran untuk jenis obat
cathartic dan analgesic.
5. Sebagai bahan pembantu dalam industri kertas, dll.
1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk
1. Bahan Baku
A. Magnesium Oksida (Jiashun, 2005):
Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

7
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

 Sifat fisika
-

Bentuk

: Bubuk

-

Rumus molekul

: MgO

-

Berat molekul, kg/kmol : 40,3044

-

Warna

: putih

-

Indeks bias

: 1,736

-

Densitas, g/cm³

: 3,65

-

Titik leleh, °C

: 300 (1 atm)

-

Titik didih, °C

: 850 (1 atm)

-

Kelarutan, g/100 ml H2O: 0,00451

 Sifat kimia
Direaksikan dengan asam sulfat membentuk magnesium sulfat.
Reaksi:
MgO + H2SO4

MgSO4 + H2O

B. Asam Sulfat (Petrokimia, 2011)
 Sifat fisika
-

Bentuk

: Cair

-

Rumus molekul

: H2SO4

-

Berat molekul, kg/kmol

: 98,07

-

Titik didih, °C

: 340 (1 atm)

-

Titik beku, °C

: 10,5 (1atm)

-

Densitas, kg/m3

: 1826,1

 Sifat kimia
-

Korosif terhadap semua logam

-

Bereaksi dengan MgO membentuk MgSO4
Reaksi:
MgO + H2SO4

MgSO4 + H2O

2. Produk
A. Magnesium Sulfat Heptahidrat
 Sifat fisika
Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS

8
Prarancangan Magnesium Sulfat dari Magnesium Oksida dan Asam Sulfat
dengan Kapasitas 25.000 ton/tahun

-

Rumus molekul

: MgSO4.7H2O

-

Berat molekul, kg/kmol : 246,48

-

Bentuk kristal

: orthorombic

-

Warna

: putih

-

Refraksi indeks

: 1,557

-

Titik lebur, °C

: 70

-

Densitas, kg/m³

: 1.681,64

-

Spesific gravity (20°C) : 1,68

1.4.4 Tinjauan Proses
Magnesium sulfat adalah suatu garam yang diperoleh dengan mereaksikan
magnesium oksida dan asam sulfat. Asam sulfat sekaligus berfungsi sebagai
katalisator.
Reaksi:
MgO + H2SO4

MgSO4 + H2O

Reaksi ini dijalankan dalam suatu reaktor batch pada T = 70°C dan
tekanan 1 atm.
Produk reaktor masih berupa slurry berkadar air tinggi sehingga
dibutuhkan evaporator sebelum masuk proses kristalisasi. Magnesium sulfat
bersifat higroskopis untuk membentuk hidrat (Kirk & Othmer, 1997).

Yenni Susanti D 500 100 034

Teknik KimiaUMS